Vogel, A.I., Tatchell, A Vogel, A.I., Tatchell, A.R., Furnis, B.S.,.R., Furnis, B.S., Hannaford, A.J. and P.W.G. Smith. Hannaford, A.J. and P.W.G. Smith.Vogel's Vogel's Textbook of Practical Organic Chemistry, 5th Textbook of Practical Organic Chemistry, 5th Edition
Edition . Prentice Hall, 1996.. Prentice Hall, 1996. ISBN 0-582-46236-ISBN 0-582-46236-3
3..
Hardjono Sastrohamidjojo dan Harno DwiHardjono Sastrohamidjojo dan Harno Dwi Pranowo, 2009,
Pranowo, 2009, Sintesis Senyawa Organik,Sintesis Senyawa Organik, Penerbit Erlangga Penerbit Erlangga (httpwww.slideshare.netelfisusantisubstitusi- (httpwww.slideshare.netelfisusantisubstitusi-nukleofilik-1961881.htm nukleofilik-1961881.htm
PENTING NYA KIMIA
PENTING NYA KIMIA
SINTESIS
SINTESIS
Dalam ilmuDalam ilmu kimiakimia,,
adalah kegiatan melakukan adalah kegiatan melakukan reaksireaksi
kimia
kimiauntuk memperoleh suatuuntuk memperoleh suatu produkproduk
kimia, ataupun beberapa produk. Hal kimia, ataupun beberapa produk. Hal ini terjadi berdasarkan peristiwa ini terjadi berdasarkan peristiwa fisikfisik
dan kimia yang melibatkan satu reaksi dan kimia yang melibatkan satu reaksi atau lebih.
atau lebih.
Sintesis kimia adalah suatu proses yangSintesis kimia adalah suatu proses yang
dapat direproduksi selama kondisi yang dapat direproduksi selama kondisi yang diperlukan terpenuhi.
diperlukan terpenuhi. Kata
Katasintesis sintesis ((synthesis synthesis ) pertama kali) pertama kali digunakan oleh ahli kimia
digunakan oleh ahli kimia Adolph Wilhelm Adolph Wilhelm
Hermann Kolbe
Hermann Kolbe..
Sintesis kimia dimulai dengan Sintesis kimia dimulai dengan pemilihan
pemilihan senyawa kimiasenyawa kimiayang biasayang biasa
dikenal
dikenal
dengan sebutandengan sebutan reagenreagenatauatau reaktanreaktan. Proses ini membutuhkan. Proses ini membutuhkan pengadukan dan dilakukan di suatu pengadukan dan dilakukan di suatu wadah reaksi seperti
wadah reaksi seperti reaktor kimiareaktor kimiaatauatau sebuah
sebuah labu reaksilabu reaksisederhana.sederhana. Beberapa reaksi membutuhkan Beberapa reaksi membutuhkan prosedur tertentu sebelum prosedur tertentu sebelum
menghasilkan produk yang diinginkan menghasilkan produk yang diinginkan
Jumlah produk yang dihasilkan dalam Jumlah produk yang dihasilkan dalam suatu sintesis kimia dikenal dengan suatu sintesis kimia dikenal dengan istilah
istilah perolehan reaksiperolehan reaksi(dalam bahasa(dalam bahasa Inggris dikenal dengan istilah
Inggris dikenal dengan istilah yield yield ).). Umumnya, perolehan reaksi dinyatakan Umumnya, perolehan reaksi dinyatakan sebagai berat dalam satuan
sebagai berat dalam satuan gramgramatauatau sebagai
sebagai persentasepersentasedari jumlah produkdari jumlah produk yang secara teoritis dapat dihasilkan. yang secara teoritis dapat dihasilkan. Dalam suatu sintesa kimia, terdapat Dalam suatu sintesa kimia, terdapat kemungkinan adanya
kemungkinan adanya reaksi sampingreaksi samping
yang menghasilkan produk yang tidak yang menghasilkan produk yang tidak diinginkan.
Reaksi samping menyebabkan
turunnya perolehan produk yang
diinginkan. Bila menginginkan
produk dengan kemurnian yang
tinggi, tahap pemurnian perlu
dilakukan dengan melakukan
proses pemisahan
(Inggris:chemical engineering ) adalah ilmu teknik atau rekayasa yang mempelajari pemrosesan bahan mentah menjadi barang yang lebih berguna, dapat berupa barang jadi ataupun barang setengah jadi. Ilmu teknik kimia diaplikasikan terutama
dalam perancangan dan pemeliharaan proses-proses kimia, baik dalam skala kecil maupun dalam skala besar seperti pabrik. Insinyur teknik kimia yang pekerjaannya bertanggung jawab terhadap perancangan dan perawatan
proses kimia pada skala pabrik dikenal dengan sebutan "insinyur proses" ( process engineer ). Selain itu, insinyur teknik kimia juga terkait dengan penelitian dan pengembangan proses kimia.
adalah konstruksi molekul
organik melalui proses kimia. Molekul-molekul organik sering memiliki tingkat kompleksitas yang lebih tinggi
dibandingkan dengan senyawa-senyawa inorganik, oleh karena itu sintesis senyawa-senyawa organik telah berkembang menjadi salah satu aspek kimia organik yang paling penting. Ada dua bidang penelitian dalam bidang kimia organik secara umum - sintesis total dan metodologi.
Pada prinsipnya, sebuah adalah sintesis kimia dari semua molekulorganik kompleks dari bagian-bagian sederhana, biasanya tanpa bantuan proses biologi.
Hari ini, sintesis total sering dibenarkan sebagai taman bermain untuk (1)mengembangkan reaksi kimia baru dan jalur, dan menekankan
kecanggihan kimia organik modern sintetis. (2) Mengilhami pengembangan mekanisme baru, katalis, atau teknik. (3) Berfungsi untuk menyiapkan bahan kimia dalam proses kimia, yang membutuhkan keahlian dan pengetahuan ensiklopedis reaksi kimia,
Reaksi yang digunakan dalam
sintesis organik dapat digolongkan
menjadi dua golongan;
1. pembentukan ikatan
karbon-karbon
Bagi bidang sintesis organik pembentukan
ikatan C-C dan pengubahan gugus fungsi seperti roda dan kendaraan. Tidak pantas menanyakan mana yang lebih penting.
Berbagai reaksi pembentukan ikatan C-C
telah dilaporkan. Berdasarkan gaya dorong reaksinya, reaksi ini dapat digolongkan atas tiga jenis, kondensasi aldol, reaksi Grignard dan reaksi Diels-Alder. Pada kuliah selanjutnya reaksi2 ini akan dibahas.
APA YANG DIPELAJARI DI SINTESIS SENYAWA ORGANIK ?
1. Reaksi Sintesis
2. Teknik Sintesis 3. Faktor Tiga Dimensi 4. Desain Sintesis 5. Analisis Retrosintesis 6. Sintesis spektra massa retro 7. Desain dengan bantuan komputer
1. REAKSISINTESIS
Ahli sintesis senyawa organik harus berusaha agar reaksi yang digunakan untuk merancang jalur sintesis memenuhi syarat :
1. telah diketahui
2. dapat diprediksi dan sangat diperlukan
Secara klasik, reaksi kimia melibatkan
perubahan yang melibatkan pergerakan elektron dalam pembentukan dan pemutusan ikatan kimia, sedangkan pada reaksi nuklir diterapkan transformasi partikel-partikel elementer
Di bawah ini adalah contoh-contoh klasifikasi reaksi kimia yang biasanya digunakan.
Isomerisasi, yang mana senyawa kimia menjalani penataan ulang struktur tanpa perubahan pada kompoasisi atomnya
Kombinasi langsung atau sintesis, yang mana dua
atau lebih unsur atau senyawa kimia bersatu membentuk produk kompleks:
N2+ 3 H2→ 2 NH3
Dekomposisi kimiawi atau , yang mana suatu senyawa diurai menjadi senyawa yang lebih kecil:
2 H2O → 2 H2+ O2
Penggantian tunggal atau substitusi,
dikarakterisasikan oleh suatu unsur digantikan oleh unsur lain yang lebih reaktif :
2 Na(s) + 2 HCl(aq) → 2 NaCl(aq) + H2(g)
Metatesis atau , yang mana dua senyawa saling berganti ion atau ikatan untuk membentuk senyawa yang berbeda:
NaCl(aq) + AgNO3(aq) → NaNO3(aq) + AgCl(s)
Reaksi asam basa, secara luas merupakan reaksi antara asam dengan basa. Ia memiliki berbagai definisi tergantung pada konsep asam basa yang digunakan. Beberapa definisi yang paling umum adalah:
Definisi Arrhenius: asam berdisosiasi dalam air melepaskan ion
H3O+; basa berdisosiasi dalam air melepaskan ion OH-.
Definisi Brønsted-Lowry: Asam adalah pendonor proton (H+) donors;
basa adalah penerima (akseptor) proton. Melingkupi defini si Arrhenius.
Definisi Lewis: Asam adalah akseptor pasangan elektron; basa
adalah pendonor pasangan elektron. Definisi ini melingkupi definisi Brønsted-Lowry.
Reaksi redoks, yang mana terjadi perubahan pada bilangan oksidasi atom senyawa yang bereaksi. Reaksi ini dapat diinterpretasikan sebagai transfer elektron. Contoh reaksi redoks adalah:
2 S2O32−(aq) + I2(aq) → S4O62−(aq) + 2 I−(aq) Yang mana I2direduksi menjadi I-dan S2O32-(anion tiosulfat) dioksidasi menjadi S4O62-.
Pembakaran, adalah sejenis reaksi redoks yang mana
bahan-bahan yang dapat terbakar bergabung dengan unsur-unsur oksidator, biasanya oksigen, untuk menghasilkan panas dan membentuk produk yang teroksidasi. Istilah pembakaran biasanya digunakan untuk merujuk hanya pada oksidasi skala besar pada keseluruhan molekul. Oksidasi terkontrol hanya pada satu gugus fungsi tunggal tidak termasuk dalam proses pembakaran.
C10H8+ 12 O2→ 10 CO2+ 4 H2O CH2S + 6 F2→ CF4+ 2
HF + SF6
Disproporsionasi, dengan satu reaktan membentuk dua jenis produk yang berbeda hanya pada keadaan
oksidasinya. 2 Sn2+→ Sn + Sn4+
Reaksi organik, melingkupi berbagai jenis reaksi yang melibatkan senyawa-senyawa yang memiliki karbon sebagai unsur utamanya.
REAKSISINTESIS
Reaksi yang digunakan untuk merancang jalur sintesis mempunyai dua syarat yaitu
:1. Telah diketahui, dan
2. Dapat diprediksi dan sangat diperlukan. Reaksi yang digunakan dalam sintesis
organik dapatdigolongkan menjadi dua golongan;
1. Pembentukan ikatan karbon-karbon. 2. Pengubahan gugus fungsi = merupakan
transformasidari satu gugus fungsi menjadi gugus fungsi yang lain.
2. TEKNIK SINTESIS
KATALIS TRANSFER FASE.Teknik Sintesis
Katalis Transfer Fase Terdiri Dari Dua Versi Yaitu:
1. Menggunakan garam amonium kuarterner
2. Penggunaan katalis makrosiklik seperti eter
mahkota danmakrosiklik.
Reaksi transfer fase secara klasik harus
dianggap sebagai keadaan yangdinamis, yaitu sintesis interfasial.
Tonggak penting dalam teknik sintesis adalah
pengenalanreaksi terbantu polimer. Ini bermula dari sintesis peptidaMerrifield. Kemudahan
mengeliminasi kelebihan pereaksi,produk samping dan pelarut, akan menghasilkan operasi yangcepat dengan hasil yang tinggi.
Sintesis juga dipengaruh oleh faktor fisik luar misalnyapenggunaan arus listrik untuk mendorong reaksi seperti padaelektrolisis kolbe, cahaya yang menghasilkan hasil reaksifotokimia, penggunaan ultrasonik dan gelombang
mikro sepertipenggunaan suhu yang sangat tinggi untuk jangka waktupendek.
Enzim Sebagai Biokatalis Dalam Sintesis Senyawa
Organik
Kelebihan Reaksi yang didorong oleh enzim sebagai
biokatalisdibandingkan dengan reaksi organik murni yaitu :* Kondisi sangat lunak,* Terhindar dari reaksi penataan ulang dan rasemisasi,* Laju reaksi sampai 1012kali lebih cepat, dan total kemospesifik,*
Regiospesifik, atau dengan kata lain katalis akanmengarahkan reaksi hanya pada satu jalur sintesis.
3. F AKTOR TIGA DIMENSI
SENYAWA ORGANIK
Stereokimia berpengaruh terhadap
stereoselektivitas.Misalnya reaksi dengan pereaksi organoboran khiral,
yangmemungkinkan stereoselektivitas yang sangat baik dalambeberapa sintesis asimetris.
Pendekatan sintesis stereoselektif lainnya adalah penggunaan katalis khiral dan bukannyapereaksi khiral. Katalis transfer fase khiral khususnyamemberikan kelimpahan enantiomerik yang sangat bagus,baik dengan garam amonium kuarterner atau eter mahkotakhiral.
4. DESAIN SINTESIS
Desain sintesis melibatkan
proses kerja sama
intektual. Keberhasilannya
bergantung pada caraberpikir
menggunakan analisis
retrosintetik, pengetahuan dan
pengalaman dalam sintesis
organik
. Analisis retrosintesis atau retrosintesis didefenisikansebagai cara penyelesaian masalah untuk transformasistuktur dari suatu target molekul sintetik, melaluiserangkaian tahapan reaksi yang akhirnya akan menujupada bahan awal yang sederhana atau bahan awal yangdapat diperoleh dengan mudah.
Ada dua tahap yang telah memberikan kontribusibesar pada kemajuan strategi sintesis yaitu:
1. Konsep synthon. 2. Konsep Inversi polaritas.
Kametani menciptakan metode yang
dinamakan retro mass spectral syntesis, yaitu fragmentasi molekul pada spektrometer massa adalah proses pemutusan ikatan,maka dapat diparalelkan dengan degradasi molekular.
Contoh : sikloheksena putus dalam
spektrometermassa menghasilkan pecahan etilena dan butadiena.
Ada 3 program komputer yang umum
digunaka yaitu:
1. OCSS ( Organic chemical simulation
for syntesis ). Program ini memungkinkangrafik untuk berkomunikasi dengan mesin dalam bahasa ahli kimia.
2. LHASA ( logic and heuristic applied
to synthetic analysis ). Program ini bersifatsebagai proses interaktif.
Ahli kimia sintesis menggambarkan
struktur molekul target yang akan disintesis, dan program memberi saran berbentuk grafis untukprekursor sintetik yang mungkin sesuai dengan target molekul, menggunakankoleksi yang banyak dari reaksi dalam database. Jika suatu prekursor telah dipilih,program kembali menyarankan untuk mensintesis prekursor.
Jika prekursor tidakdapat disintesis
secepat mungkin, proses akan diulang sampai bahan awal yangmudah dan tersedia akan didapatkan.
3. EROS ( eloboration of reactions for
organic synthesis ). Program ini dapatmemberikan reasoning tanpa dibatasi oleh jumlah file reaksi. Konsep dari EROS telah ditetapkan untuk mengatasi keterbatasan database reaksi dan mengatasi perlakuan kimia khusus dari gugus fungsi.
Inti dari pendekatan ini adalah asumsi
bahwa reaksi organik dapat
diperlakukan sebagai pemutusan dan pembentukan, serta meletakkan pertimbangan pada pergeseran elektron
